【正文】 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校（畢業(yè)設(shè)計 ） I 摘 要 發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分，也直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與運行。在發(fā)電廠中，一次接線和二次接線都是其電氣部分的重要組成部分。本設(shè)計是電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生畢業(yè)前的一次綜合設(shè)計，它是將本專業(yè)所學(xué)知識進行的一次系統(tǒng)的回顧和綜合的利用。設(shè)計中將主要從理論上在電氣主接線設(shè)計，短路電流計算，電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布局，防雷設(shè)計，發(fā)電機、變壓器和母線的繼電保護等方面做詳盡的論述，同時，在保證設(shè)計可靠性的前提下，還要兼顧經(jīng)濟性和靈活性，通過計算論證該火電廠實際設(shè)計的合理性與經(jīng)濟性。在計算和 論證的過程中，結(jié)合新編電氣工程手冊規(guī)范，采用 CAD 軟件繪制電氣圖，進一步完善了設(shè)計。 關(guān)鍵字 主接線設(shè)計；短路電流；配電裝置；電氣設(shè)備選擇 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校（畢業(yè)設(shè)計 ） II ABSTRACT Power plants is an important part of power system, and also affect the safety of the whole power system with operation. In power plant, a wiring and secondary wiring is the important part of electrical design is the electrical engineering and automation of professional students before graduation design, it is a prehensive professional knowledge learnt this a systematic review and prehensive utilization. Design mainly from theory will in the main electrical wiring design, shortcircuit current calculation, electrical equipment choice, power distribution equipment layout, lightning protection design, generator, transformer and busbar protection etc, and a detailed discussion with the current operation sanhe coalfired power plants, meanwhile, in parison to ensure that the design reliability premise, even give attention to two or morethings economy and flexibility, through calculation demonstrates that the practical rationality of the design of power with economy. In the process of calculation and argumentation, bined with the new electric engineering manuals, using CAD software standard drawing a lot of electrical diagrams, further improve the design. Keywords Lord wiring design。 Shortcircuit current。 Distribution device。 Electrical equipment selection 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校（畢業(yè)設(shè)計） 1 目錄 錯誤 !未找到引用源。 1 緒論 課題背景 電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要部門之一，是一種 將煤，石油，天然氣，水能，核能，風(fēng)能等一次能源轉(zhuǎn)換成電能這個二次能源的工業(yè)，作為國民經(jīng)濟的其他各部門的快速，穩(wěn)定蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校（畢業(yè)設(shè)計） 2 發(fā)展提供足夠的動力，其發(fā)展水平是反映國家經(jīng)濟發(fā)達程度的重要標(biāo)志，又和廣大人民群眾的日常生活有著密切的關(guān)系。電力是工業(yè)的先行，電力工業(yè)的發(fā)展必須優(yōu)先于其他的工業(yè)部門，整個國民經(jīng)濟才能不斷前進。 近幾年隨著我國工業(yè)的高速發(fā)現(xiàn)，我國電力工業(yè)超常規(guī)發(fā)展，每年裝機容量超過 6000萬千瓦， 30 萬千瓦、 60萬千瓦亞臨界火電機組成為我國電網(wǎng)的主力機組。目前，我國 30萬千瓦、 60 萬千瓦的火力發(fā)電機組， 70 萬千瓦的水 力發(fā)電機組，在國際招標(biāo)中中標(biāo)成功率大于 90%以上。這幾年電力工業(yè)之所以能飛速發(fā)展，其重要原因是，為中國電力市場提供的火力發(fā)電設(shè)備主要立足于國內(nèi)生產(chǎn)。這一觀點得到國內(nèi)各發(fā)電公司以及電廠老總們的認(rèn)同。今天電氣制造企業(yè)的國內(nèi)用戶率已達到 75%以上。 火力發(fā)電是現(xiàn)在電力發(fā)展的主力軍，在現(xiàn)在提出和諧社會，循環(huán)經(jīng)濟的環(huán)境中，我們在提高火電技術(shù)的方向上要著重考慮電力對環(huán)境的影響，對不可再生能源的影響，雖然現(xiàn)在我國已有部分核電機組，但火電仍占領(lǐng)電力的大部分市場，近年電力發(fā)展滯后經(jīng)濟發(fā)展，全國上了許多火電廠，但火電技術(shù)必須不 斷提高發(fā)展，才能適應(yīng)和諧社會的要求。目前，我國的電力工業(yè)已經(jīng)進入“大電網(wǎng)”，“大機組”，“超高壓，交直流輸電”，“電網(wǎng)調(diào)度自動化”，“狀態(tài)檢修”等新技術(shù)發(fā)展新階段，一些世界水平的先進技術(shù)，已在我國電力系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。 隨著近年來我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展與人民生活用電的急劇增長，電力工業(yè)的發(fā)展仍不能瞞足整個社會發(fā)展的需要。另外，由于我國人口眾多，因此在按人口平均用電方面，仍只處于中等水平，尚不能及全世界平均人口用電量的一半。 2021 年人均用電量 2596kW h，人均占用發(fā)電裝機容量僅為 ；我國第二 產(chǎn)業(yè)用電比重為 %，第三產(chǎn)業(yè)為 %，生活用電比重為 11%。由此可見，我國人均用電水平遠(yuǎn)低于發(fā)達國家，與完成其工業(yè)化進程國家的電力指標(biāo)相比，我國經(jīng)濟發(fā)展正處于工業(yè)化進程的中后期，我國用電遠(yuǎn)低于國際水平。因此我國電力工業(yè)必須持續(xù)，穩(wěn)步地大力發(fā)展，一方面要加強電源建設(shè)，搞好“西電東送”，確保電力現(xiàn)行，另一方面要深化電力體制改革，實施廠網(wǎng)分家。 課題研究的目的和意義 我國是發(fā)展中國家，我國的電力工業(yè)長期以來依靠多家辦電的政策，吸引了投資，促進了我國電力工業(yè)的發(fā)展；并通過引進、消化和吸收和 技術(shù)創(chuàng)新，極大地提高了電力的技術(shù)水平和裝備水平；通過堅持不懈的達標(biāo)、創(chuàng)一流工作，大大提高了電力企業(yè)的管理水平，很多電力企業(yè)，尤其是一些發(fā)電廠的管理水平可以與發(fā)達國家的電廠的管理一比高低。 因此，研究火電廠設(shè)計有著重大意義，像我國某些二期發(fā)電工程，發(fā)電能夠滿足廣大寒冷地區(qū)冬季的采暖供熱， 采用水塔排煙 (煙塔合一 )新工藝 是 自主設(shè)計、自主施工，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進工藝技術(shù)。二期工程建設(shè)引進國內(nèi)外先進的環(huán)保技術(shù)和設(shè)施，實現(xiàn)一期已建成機組與二期工程同步進行 100％煙氣脫硫；在采用低氮燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上，二期鍋爐采用 100％煙氣脫硝系統(tǒng)和采用高效除塵器， 排放指標(biāo)較低。 引進污水處理廠提供的中水，作為發(fā)電冷卻用補充水，每年可節(jié)約優(yōu)質(zhì)水資源，促進循環(huán)經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展。鍋爐采用干除灰、干排渣技術(shù)?；?、渣及脫硫石膏 100％綜合利用和深加工，變廢為寶，實現(xiàn)零排放。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 電力系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 新中國成立以后，特別是改革開放以來，我國電力工業(yè)得到了迅速發(fā)展。在黨中央、國務(wù)院的正確領(lǐng)導(dǎo)下，廣大電力職工奮發(fā)圖強，辛勤耕耘，中國的電力工業(yè)取得了令人矚蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校（畢業(yè)設(shè)計） 3 目的成就。 1987 年，全國電力裝機容量邁上 1 億千瓦 臺階； 1995 年突破 2 億千瓦；到 2021年底，全國電力裝機容量已達 億千瓦。從 1949 年到改革開放前的 1978 年，我國電力裝機由 185 萬千瓦增加到 5712 萬千瓦，增長了 倍；年發(fā)電量由 43 億千瓦時增加到 2566 億千瓦時，增長了 倍。而從 1978 年到二十世紀(jì)末，我國電力裝機和年發(fā)電量又分別增長了 和 倍。目前，我國的電力裝機容量和年發(fā)電量均居世界第 2 位；我國的電力工業(yè)也已從大電網(wǎng)、大機組、超高壓、高自動化階段，進入了優(yōu)化資源配置、實施全國聯(lián)網(wǎng)的新階段 [3]。 我國是發(fā)展中國家，我 國的電力工業(yè)長期以來依靠多家辦電的政策，吸引了投資，促進了我國電力工業(yè)的發(fā)展；并通過引進、消化和吸收和技術(shù)創(chuàng)新，極大地提高了電力的技術(shù)水平和裝備水平；通過十年的堅持不懈的達標(biāo)、創(chuàng)一流工作，大大提高了電力企業(yè)的管理水平，很多電力企業(yè)，尤其是一些發(fā)電廠的管理水平可以與發(fā)達國家的電廠的管理一比高低。但是，我國人均用電水平還很低，面臨著繼續(xù)快速發(fā)展的巨大壓力。 自從加入了ＷＴＯ以后，國家電力公司已經(jīng)確定了“建成控股型、經(jīng)營型、集團化、現(xiàn)代化、國際一流的電力公司”的戰(zhàn)略目標(biāo)，并已在 2021 年躋身世界 500 強， 2021 年在世界 500 強中位居 77 位。中國加入 WTO 對電力工業(yè)來說，是機遇與挑戰(zhàn)并存，機遇大于挑戰(zhàn)。 火電廠設(shè)計研究的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 在我國乃至全世界范圍，火電廠的裝機容量占總裝機容量的 70％左右，發(fā)電量占總發(fā)電量的 80％左右。截止目前為止，我國火力發(fā)電廠單機容量以 30 萬千瓦和 60 萬千瓦機組為主，浙江省溫州市玉環(huán)縣的華能玉環(huán)電廠正在投建 4 臺 100 萬千瓦發(fā)電機組。其 100 萬千瓦超超臨界火力發(fā)電機組主蒸汽壓力為 25 兆帕，主蒸汽和再熱蒸汽溫度均為 600 度 ,這不僅在我國是最高參數(shù)，在世界上也處于最前沿水平。此 前，上海電氣與西門子合作制造的上海外高橋 2臺 90萬千瓦火力機組是我國第一個超臨界百萬級項目，首臺機組已于 2021年開始發(fā)電。 課題的主要研究工作 設(shè)計內(nèi)容 擬訂主接線的方案：分析原始資料、確定主接線、主變形式、設(shè)計經(jīng)濟比較并確定最佳方案、合理的選擇各側(cè)的接線方式、確定所用電接線方式。 計算短路電流：選擇計算短路點、計算各點的短路電流、并列出計算結(jié)果表。 合理地選擇主要的電氣設(shè)備：選擇 220KV、 110KV、 10KV 電氣的主接線、主變雙側(cè)的斷路器和刀閘、避雷器和各個電壓等級主母線上的電 壓互感器和 電流互感器 。 配置主要的電氣設(shè)備：配置各級電壓互感器、配置避雷器和各個支路的電流互感器和屋內(nèi)屋外配電裝置。 2 原始資料 電廠規(guī)模： 裝機容量：裝機 3 臺，容量為 2*50MW， 100MW， =；機組年利用小時數(shù)： =5800h； 蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校（畢業(yè)設(shè)計） 4 氣象條件：決對最高溫度 400℃ ；最高月平均溫度 260℃ ；年平均溫度為 ℃ 風(fēng)向以東北風(fēng)為主。 廠址條件：廠址位于江邊，水源充足，周邊地勢平坦，具有鐵路與外相連。 廠用電率：按 6%考慮。 電力負(fù)荷及電力系統(tǒng)連接情況： （ 1） 10KV 電壓等級： 10kv 電壓供給本地區(qū)負(fù)荷，其中有機械廠、鋼廠、棉紡廠等，最大負(fù)荷 48MW，最小負(fù)荷 24MW，全部用電纜供電，沒回負(fù)荷不等，但平均在 4MW左右，架空出現(xiàn) 14回，預(yù)留 2 回，送電距離為 36km， = 4200h。 （ 2） 110V 電壓等級： 110kv 電壓供給附近的化肥廠和煤礦用電， 最大負(fù)荷 58MW，最小負(fù)荷為 32MW， =4500h，架空出現(xiàn) 6 回，預(yù)留 2回，為Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷。 （ 3） 220KV 電壓等級：剩余容量全部送入 220kv 系統(tǒng)， 架空出現(xiàn) 3回，預(yù)留 1 回（基準(zhǔn)容量為 100MV?A）。 原始資料分析 根據(jù)原 始資料， 本電廠為中小型火力發(fā)電廠，其容量為： 2*50+100=200(MW)，占電力系統(tǒng)總?cè)萘康?200/（ 2021+200） *100%=9%，未超過電力系統(tǒng)的檢修備用容量 8%~15%和事故備用容量 10%的限額，說明該電廠在未來電力系統(tǒng)中地位和作用并非至關(guān)重要。 該廠為火電廠，年利用小時數(shù)為 5800h，說明在電力系統(tǒng)中承擔(dān)基荷，主要供應(yīng)Ⅰ、Ⅱ類負(fù)荷用電。必須采用供電較為可靠的接線形式，且保證有兩路電源供電。 從負(fù)荷特點及電壓等級可知， 10KV 電壓等級上的地方負(fù)荷容量不大共有 14 回電纜饋線，采用直饋線為 宜； 110kv 電壓等級出線為 4 回架空線路，為保證檢修出線斷路器不致對該回路停電，擬采取雙母線接線形式為宜； 220KV 電壓級與系統(tǒng)有 2 回饋線，呈弱聯(lián)系形式并送出本廠最大可能電力為 2002432200*6%=132（ MW）， 最小可能接受本廠送出電力為 2004858200 6%=82MW， 故 220KV 級的接線對可靠性要求較高。 3 發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計 發(fā)電廠電氣一次設(shè)計的內(nèi)容 火力發(fā)電廠是一座發(fā)、變電設(shè)施。它通過磨煤機、鍋爐、汽輪機等設(shè)備將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，再通過發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡?能，并由升壓變